天宫空间站为航天员在宇宙中提供生命保障。而在东海之下80米处,中国建设者为“深潜者”筑起了一座高压下的“海底空间站”。

它不是科幻设想,而是中铁十四局项目团队历时三年自主研发的成果——国内首套盾构饱和带压设备。

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  “空间站”长什么样?

这座“中国海底空间站”有着与天宫相似的舱体结构。探海穿梭舱如同神舟飞船负责运送人员;宁海生活舱负责居住;镇海控制舱、生命保障舱及减压疗养舱各司其职。

舱内大气压力是舱外的8.5倍,相当于手掌上承受近一吨的重量。建设者们吃喝拉撒、作息休整,全在这座密闭舱体之中。

  为何要建“海底空间站”?

答案藏在盾构机的一块“牙齿”里。

“甬舟号”盾构机应用的滚刀,一把重达400斤。金塘海底隧道全长16.18公里,其中11.21公里位于海底。海底软土、硬岩、上软下硬复合地层交替出现,24次软硬地层切换极易崩坏刀具。岩石强度最高达191—240兆帕,是日常混凝土强度的8倍。从始发至今,“甬舟号”已掘进3936米,更换超3000把刀头。

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在超过60米深的海底换刀,比上天还难。“甬舟号”穿行区域,压力超6巴的高水压区段长达2000米,极限水土压力高达8.5巴。常规空气带压换刀极限只能到60米,超过6巴就十分危险。8.5巴大气压下,过多的氮气融入血液会引起氮麻醉,超过限制就会意识模糊甚至死亡。

  “饱和带压”如何破局?

建设团队联合交通运输部上海打捞局历时三年,将深海饱和潜水技术与盾构施工跨界融合,自主研发国产首台盾构饱和带压作业设备“深海空间站”。设备包含宁海生活舱、探海穿梭舱、镇海控制舱等全套自主化功能模块,最大设计作业深度100米,压力控制、气体管理、生命支持、应急保障等核心系统全部国产自研。

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作业人员一次性加压至与海底相同的高压环境后,体内惰性气体溶解达到饱和状态,能够长期驻留于生活舱内。单次有效作业时间从40分钟延长至8小时,支持多班组24小时循环施工,最长作业周期可达28天。

目前,“甬舟号”盾构机已掘进3936米,完成掘进任务近八成。甬舟铁路建成后,将结束舟山不通铁路的历史,宁波到舟山坐高铁最快仅需26分钟。

金塘水道海面风平浪静,水下大国重器轰隆作响,正破除岛屿与大陆之间的阻隔。无论岩石有多硬、地层有多复杂,这些大国重器与技术积累,都将成为我们跨越山海相会的底气。